В качестве эксперимента был приготовлен зеленый чай с пониженным уровнем кофеина, в котором содержание кофеина было снижено от одной четверти до одной пятой от уровня стандартного зеленого чая. Поскольку зеленый чай обычно заливается горячей водой, чайный настой богат катехином и кофеином. Однако растворимость катехина и кофеина в воде комнатной температуры низкая (катехин <5 мг / мл, а кофеин - 22 мг / мл). С другой стороны, растворимость теанина высока (370 мг / мл) даже при комнатной температуре. Когда зеленый чай заливается водой с низкой температурой, относительное отношение теанина к катехину и кофеину в настое выше, чем при заливании горячей водой. Поэтому в этом эксперименте был исследован антистрессовый эффект стандартного зеленого чая и чая с пониженным содержанием кофеина, которые были залиты водой комнатной температуры. Действительно, прием чая с пониженным содержанием кофеина, приготовленный с помощью воды комнатной температуры, значительно подавлял стрессовую реакцию у мышей.

В этом исследовании было изучено влияние зеленого чая на стрессовую реакцию и параметры сна у людей среднего возраста, которые работают в Японии. Поскольку они пьют около 1000 мл зеленого чая в день, его употребление считалось основным условием. Однако, поскольку были индивидуальные различия в количестве и концентрации зеленого чая, участников попросили пить воду в течение одной недели, чтобы вымыть кофеин перед употреблением стандартного чая и чая с пониженным содержанием кофеина. 

Активность α-амилазы слюны, которая является ферментом полости рта, была измерена как маркер стресса. У людей и животных две основные системы организма участвуют в реакции на стресс: вегетативная нервная система (ВНС) и ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Этот фермент быстро увеличивается в ответ на физиологический и психосоциальный стресс. Кроме того, сообщается, что кофеин и психологический стрессор (20 минут мысленных вычислений) увеличивают активность α-амилазы слюны. Поскольку на активность влияет время сна, изучалось влияние потребления двух видов чая на параметры сна, которые измеряли с помощью одноканальной электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Кроме того, сравнивали влияние приема этих чаев на субъективный стресс и усталость. 

Чтобы предотвратить проблемы со здоровьем, вызванные переутомлением, необходимо оценить степень накопления утомляемости рабочих. Если употребление зеленого чая может уменьшить хроническую усталость, то его можно считать очень полезным инструментом управления здоровьем. В этом исследовании целью было изучить эффект снижения стресса от зеленого чая и оценить влияние снижения содержания кофеина в зеленом чае на активность α-амилазы слюны, сон и субъективную усталость.

Способ проведения

Для подготовки к эксперименту чайные листья собирали в Какегаве, Сидзуока, Япония. Свежие чайные листья обрабатывали душем с горячей водой при 95 ° C в течение 180 секунд. В результате этого кофеин был вымыт из чайных листьев, и в то же время активность ферментов в чайных листьях была остановлена. После удаления горячей воды из чайных листьев центрифугированием чайные листья сушили с помощью стандартного производственного процесса, а именно скручивания и сушки.

Один чайный пакетик стандартного чая или чая с пониженным содержанием кофеина (3 г чая в каждом пакетике) погружали в 500 мл воды комнатной температуры в бутылке с водой. В этом эксперименте использовалась водопроводная вода. Участники готовили тот или иной чай каждое утро и употребляли его до вечера. Чайные пакетики оставляли в воде до полного употребления чая. Точно так же после каждого рабочего дня участники пили оба чая.

Для измерения компонентов чая в настое чайные листья исследуемых чаев (3 г) замачивали в 500 мл воды комнатной температуры на 0,5, 1, 3 и 6 часов при периодическом перемешивании.

Настои стандартного чая или чая с пониженным содержанием кофеина измеряли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Извлечение катехинов, кофеина и свободных аминокислот составило 99 ± 4%, 98 ± 4% и 98 ± 3% соответственно.

Двадцать человек среднего возраста (11 мужчин и 9 женщин), которые работали в мэрии Какегава в Японии, получили устную и письменную информацию об исследовании и подписали форму информированного согласия перед тем, как участвовать в исследовании. Ни один из участников не указал на острые или хронические заболевания, регулярный прием лекарств или привычное курение. Хотя они ежедневно пили зеленый чай, у них не было симптомов субъективной бессонницы из-за употребления зеленого чая. 

Участникам было предложено пить в основном тестовый чай и не употреблять напитки, богатые теанином и кофеином, такие как зеленый чай, кофе и черный чай, на протяжении всего эксперимента. 

Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией и Этическими рекомендациями для медицинских исследований и медицинских исследований с участием людей. Протокол исследования был одобрен этическим комитетом Университета Сидзуока (№27-22). Это исследование было зарегистрировано в Медицинской информационной сети университетской больницы (UMIN) (регистрационный номер UMIN19411). Период исследования - с ноября по декабрь 2015 г.

Поскольку требуемый размер выборки был рассчитан на 18 участников на группу, размер выборки был установлен на 20 участников на группу с учетом отсева, всего 40 участников. Перед употреблением стандартного чая или чая с пониженным содержанием кофеина участники пили воду в течение недели, чтобы вымыть кофеин. Стандартный зеленый чай использовали в качестве контрольного напитка. 

Группировка участников, которым следует пить в первую очередь, была достигнута путем полной рандомизации. Эти чаи (≥300 мл / день) употребляли в течение семи дней после однократного промывания. Первичным результатом этого исследования было наблюдение за изменением активности α-амилазы слюны. Время сна и активность α-амилазы слюны каждого участника регистрировались в анкете. Субъективный стресс в одно и то же время каждый вечер (21:00) оценивался с помощью визуальных аналоговых шкал (ВАШ: 0–10) от очень расслабленного до сильного стресса и регистрировался в анкете. 

Физическому состоянию участников была присвоена порядковая шкала (5 - очень хорошо; 4 - хорошо; 3 - нормально; 2 - немного плохо; 1 - плохо). Самодиагностическая проверка накопленной усталости и тяжести на работе, разработанная Министерством здравоохранения, труда и социального обеспечения Японии, проводилась каждый понедельник утром (9:00) и каждую пятницу вечером (21:00) на протяжении всего периода тестирования. Ночная ЭЭГ наблюдалась в течение трех дней (со вторника по четверг) в период тестирования.

Для оценки реакции на физиологический стресс активность α-амилазы слюны измеряли с помощью тест-полоски и колориметрической. Слюноотделение измеряли дважды в день в рабочие дни: первый раз утром в течение 0,5 ч после пробуждения (перед работой), второй раз - вечером перед ужином (после работы). Перед взятием проб участники промывали рот водой. После того, как слюна была собрана в течение 30 секунд с помощью тест-полоски, участники измерили свою собственную активность α-амилазы слюны. Сравнивали средние значения для каждого участника и средние значения для каждой группы зеленого чая.

Мониторинг ЭЭГ достигался с помощью одноканальной ЭЭГ. Перед сном участники прикрепили два электрода ЭЭГ ко лбу и сосцевидному отростку для сбора электрофизиологических сигналов. Измерения начались, когда участники легли в свои кровати. После того, как участники просыпались и вставали из своих кроватей, измерения останавливались. Данные были проанализированы в компании SleepWell (SleepWell Co., Осака, Япония).

Содержание кофеина в чае с пониженным содержанием кофеина, заваренным водой комнатной температуры, было примерно на 0,3 - 0,4 раза больше, чем в стандартном чае. Общее количество катехинов было почти одинаковым в двух видах чая при разном времени заваривания, кроме 1 часа. Количество теанина в чае с пониженным содержанием кофеина было примерно в 1,2 раза выше, чем в стандартном чае. Аргинина было примерно в 1,4 раза выше, чем в стандартном чае. Общее количество аминокислот в чае с пониженным содержанием кофеина было в 1,3 раза выше, чем в стандартном после настаивания в течение 3 и 6 часов. Концентрация каждого компонента увеличивалась с периодом гастаивания, но относительное соотношение было почти таким же.

Среди 20 первоначальных участников один воздержался из-за плохой физической подготовки. Девятнадцать участников пили тот или иной чай каждый день с субботы по пятницу. В рабочие дни участники измеряли свой собственный уровень активности α-амилазы слюны каждое утро и вечер, т.е. перед работой и после работы, соответственно, а вечером записывали объем, потребляемый в течение дня. Средние уровни активность α-амилазы слюны у всех участников сравнивались между группами, принимавшими стандартный зеленый чай и чай с пониженным содержанием кофеина. Уровень активности α-амилазы слюны после работы был значительно ниже, когда участники употребляли чай с пониженным содержанием кофеина, чем, когда они принимали стандартный. Точно так же уровень активности α-амилазы слюны перед работой имел тенденцию быть ниже в группе, употреблявшей чай с пониженным содержанием кофеина.

Субъективный стресс, как правило, был ниже, когда участники чай с пониженным содержанием кофеина, хотя физическое состояние между группами не отличалось. Накопленная усталость, которую участники чувствовали в понедельник утром, а также субъективная утомляемость в пятницу вечером была значительно ниже, когда они пили чай с пониженным содержанием кофеина. Оценка тяжести работы была аналогичной, когда участники разные чаи.

Основное различие между стандартным чаем или чаем с пониженным содержанием кофеина заключалось в количестве кофеина). Низкая доза кофеина не подавляла стрессовую реакцию у мышей, но была отменена теанином. Кроме того, чай с пониженным содержанием кофеина подавлял антистрессовый эффект теанина. Таким образом, низкие дозы кофеина не приносят пользы, но предполагают, что взаимодействие между теанином, кофеином и катехином важно для подавления стресса. В стандартном чае соотношение теанин: кофеин: EGCG составляло 1:1:0,5, а в чае с пониженным содержанием кофеина - 1:0,3:0,3. Поскольку соотношение теанина к кофеину и катехину было в 2,5 раза выше в чае с пониженным содержанием кофеина, чем в стандартном, антистрессовый эффект теанина считался более высоким в чае с пониженным содержанием кофеина.

 Участники, которые принимали <600 мл чая с пониженным содержанием кофеина, показали более высокий уровень активности α-амилазы слюны. То есть для подавления активность α-амилазы слюны может потребоваться прием не менее 600 мл чая с пониженным содержанием кофеина. Когда такой чай настаивали водой комнатной температуры в течение 3 часов концентрация теанина составляла 100 мг / л. 

Можно сказать, что для подавления стресса может потребоваться по крайней мере 60 мг теанина в день. Подобный антистрессовый эффект наблюдался у пожилых участников, которые принимали ≥60 мг / день теанина с чаем с пониженным содержанием кофеина.

Повышенное потребление теанина может улучшить качество сна. Прием чая с пониженным содержанием кофеина значительно снизил субъективную усталость. 

Выводы 

Влияние чая с пониженным содержанием кофеина на стресс и сон исследовали у лиц среднего возраста (51,3 ± 6,7 года) с использованием стандартного зеленого чая в качестве контрольного напитка. Уровень активности α-амилазы слюны, вызывающего стресс, был значительно ниже у участников, потреблявших чая с пониженным содержанием кофеина. Кроме того, прием он значительно улучшил качество сна и снизил субъективную усталость в понедельник утром. Эти результаты показывают, что снижение содержания кофеина в зеленом чае полезно для снижения стресса. Одновременно с понижением содержания кофеина, считается необходимым повышение содержания теанина и аргигина.

В исследовании принимали участие:

Отделение нейрофизиологии, Школа фармацевтических наук, Университет Сидзуока

Центр науки о чае, Отделение аспирантуры по питанию и окружающей среде, Университет Сидзуока

Подразделение оценки лекарственных средств и информатики, Школа фармацевтических наук, Университет Сидзуока

Кафедра функциональной физиологии растений, сельскохозяйственный факультет, Университет Сидзуока